EPRB-1-NU33-3.5B壓力傳感器和調(diào)節(jié)器的串級控制法

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針對高壓電動比例閥壓力控制精度差的問題，特別是為了滿足超長管件注塑成型過程之中±1%的壓力控制穩(wěn)定性要求，該解決方案的核心技術(shù)是采用串級PID控制方法。第一種解決方案是在現(xiàn)有精度較差的高壓電動比例閥、EPRB-1-NU33-3.5B壓力傳感器和壓力調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)之上，提高壓力控制的穩(wěn)定性。第二種方案是采用高精度低壓電比例閥驅(qū)動背壓閥，實(shí)現(xiàn)對高壓壓力的精確控制。第三種方案是在第二種方案的基礎(chǔ)之上增加外置EPRB-1-NU33-3.5B壓力傳感器和壓力調(diào)節(jié)器，進(jìn)一步提高壓力控制穩(wěn)定性。

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1. 背景介紹一種注塑成型方法，氣體壓力控制技術(shù)逐漸應(yīng)用于塑料制品的成型，以解決常規(guī)注塑制品尺寸精度差、表面凹陷、翹曲變形等缺陷，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。過去在注塑過程的氣體壓力控制中，一般采用高壓電動比例閥，但存在恒壓控制穩(wěn)定性差的問題。EPRB-1-NU33-3.5B壓力傳感器對薄壁管注射成型提出如下要求:（1）氣體壓力控制范圍：1～3兆帕。（2）控制方式：在任意設(shè)定壓力點(diǎn)長期恒壓控制（3）長期壓力穩(wěn)定性：小于0.5%。

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2. 高壓精密控制解決方案2.1內(nèi)部EPRB-1-NU33-3.5B壓力傳感器和調(diào)節(jié)器的串級控制方法目前用于注塑工藝的高壓電動比例閥壓力控制范圍為0.01~3MPa，能夠滿足指標(biāo)要求，但控制精度較差，為±1%FC。為了提高壓力控制精度，方案之一是采用串級控制方式，即主控制電路由內(nèi)部高精度壓力傳感器EP RB—1—NU 333.5 B和壓力控制器組成，輔助電路由高壓比例閥組成。因此，通過兩個串級PID控制回路，可以充分利用串級控制閥的高精度特性，實(shí)現(xiàn)對高壓的高精度穩(wěn)定控制。此程序的結(jié)構(gòu)布局如圖1所示。

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2.2低壓電比例閥驅(qū)動高壓背壓閥壓力傳感器控制另一種常用的控制方法是壓力放大技術(shù)，即采用工作壓力較低但精度較高的電比例閥作為先導(dǎo)閥，驅(qū)動一個可在高壓條件之下工作的背壓閥（或氣動泄壓閥），其總體結(jié)構(gòu)如圖2所示。
這種背壓閥相當(dāng)于一個線性壓力放大器，其放大倍數(shù)為實(shí)際過程壓力除以比例閥的工作壓力。這樣，可以通過調(diào)節(jié)電動比例閥的驅(qū)動壓力用以控制背壓閥的壓力輸出。如圖2所示，這種背壓閥高壓控制方法是典型的開環(huán)控制，雖然背壓閥線性放大比例閥的輸出壓力，EPRB-1-NU33-3.5B傳感器的線性度普遍較差，主要受電動比例閥和背壓閥線性度的影響。

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3. 總結(jié)從上述高壓控制方案可以看出，所采用的串級控制是一個具有兩個獨(dú)立PID控制回路的雙控制回路。串級控制法（又稱串級控制法）是一種有效提高控制精度的傳統(tǒng)方法，但在具體實(shí)施過程之中，需要滿足的條件是：主控制回路的EPRB-1-NU33-3.5B壓力傳感器和PID控制器（這里是外接壓力傳感器和PID控制器）精度一般高于輔助回路的傳感器（這里是電動比例閥的內(nèi)置壓力傳感器和PID控制器）。因此，為了實(shí)現(xiàn)精度為+0.5%的高壓壓力控制，我們推薦的配套解決方案是使用精度為0.25%的內(nèi)部壓力傳感器EPRB-1-NU33-3.5B和超高精度PID控制器。（技術(shù)指標(biāo)為24位ADC、16位DAC和雙浮點(diǎn)運(yùn)算的最小輸出百分比為0.01%）。